[发明专利]一种在大风条件下风电机组桨距角控制方法、系统和设备

说明书

本发明公开了一种在大风条件下风电机组桨距角控制方法、系统和设备，属于风力发电领域，通过检测发电机运行参数判断风力发电机组变桨控制参数是否需要调整，如其超过了设计阈值即启用另外一套独立设置的控制回路PID参数，最大程度考虑不同运行参数下不同气动转矩对桨距角的敏感期性，提高机组在不同风况下响应不同运行参数的变桨动作响应。在判断发电机运行参数超过阈值后，创新地引入时间累计的方式，只有在超过时间累计阈值才会使用较高运行参数下的控制回路PID参数，避免由于频繁的运行参数变化带来的PID参数设置频繁切换。从而更好地对风力发电机组的运行参数进行控制，以应对不同运行参数下对不同变桨动作响应的需求。

技术领域

本发明属于风力发电领域，涉及一种在大风条件下风电机组桨距角控制方法、系统和设备。

背景技术

风力发电机组在不同风速下有不同的变桨控制策略，在达到额定风速以后，由于风速的不断波动其发电机转速也在不断地变化中，此时需要通过变桨控制以发电机转速控制在设定点为目标，不断调整三支叶片的桨距角位置来对吸收的风能进行控制，以达到控制目标。变桨控制算法一般以转速差为控制输入，采用经典的PID控制算法以计算出对应的变桨角度。由于在不同风速下气动转矩对桨距角的敏感性是不同的，因此不同桨距角下的PID参数是通过工作点的不同而单独设置，但在不同风速下转速-变桨控制的目标一般都是控制发电机转速在额定转速，其PID参数设置原则以此为基准，当风速波动剧烈，转速波动也较大的情况下，采用一套PID参数设置不能较好地考虑不同转速下的机组变桨响应，从而使机组难以在疲劳载荷及极限载荷的约束中确定最佳的PID参数。因此有必要进行机组变桨控制策略的调整，使机组在不同转速下采用不同的PID参数以响应不同工况下的变桨响应。

现有针对此问题的技术方案包括：根据风力发电机组的当前工作状态确定适用于当前工作状态的变桨控制参数。但现有的控制策略为以转速等机组状态作为判断条件，在已有的PID参数上乘以一个统一的系数来应对不同变桨响应的需要，但由于转速波动情况不同，气动转矩对桨距角的敏感性不一致导致控制效果仍有待提高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中，控制策略以转速等机组状态作为判断条件导致控制效果较低的缺点，提供一种在大风条件下风电机组桨距角控制方法、系统和设备。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种在大风条件下风电机组桨距角控制方法，包括如下步骤：

步骤1)获取当前发电机运行参数；

步骤2)将当前发电机运行参数与发电机运行参数设置阈值进行比较；

状态一)若当前发电机运行参数小于发电机运行参数设置阈值，则时间清零，从控制参数列表中获取第一套控制回路PID运行参数设置，并根据第一套控制回路PID运行参数设置计算变桨位置指令，进行变桨动作响应；

状态二)若当前发电机运行参数大于等于发电机运行参数设置阈值，则从发电机运行参数超过发电机运行参数设置阈值开始计时，获取发电机运行参数超过阈值时间累加阈值；

将发电机运行参数超过阈值时间与发电机运行参数超过阈值时间累加阈值进行比较；

若发电机运行参数超过阈值时间小于发电机运行参数超过阈值时间累加阈值，从控制参数列表中获取第一套控制回路PID运行参数设置，并根据第一套控制回路PID运行参数设置计算变桨位置指令，进行变桨动作响应；

若发电机运行参数超过阈值时间大于等于发电机运行参数超过阈值时间累加阈值，从控制参数列表中获取第二套控制回路PID运行参数设置，并根据第二套控制回路PID运行参数设置计算变桨位置指令，进行变桨动作响应。

优选地，步骤1)中，获取当前发电机运行参数后需要对当前发电机运行参数进行滤波。

进一步优选地，滤波为低通滤波。